超磁致伸缩材料制备与器件设计PDF电子书下载

1 磁致伸缩 1

1.1 磁致伸缩效应 1

1.2 磁致伸缩起源 2

1.3 磁致伸缩的唯象理论 5

1.4 RFe2化合物磁致伸缩的原子模型 8

1.5 磁致伸缩的单离子模型 9

1.6 磁弹性能 11

1.7 温度与合金成分对磁致伸缩的影响 14

参考文献 16

2 磁致伸缩材料 17

2.1 磁致伸缩材料的发展历程 17

2.2.1 过渡金属及其氧化物 20

2.2 磁致伸缩材料的种类 20

2.2.2 稀土金属 23

2.2.3 稀土-过渡金属化合物 24

2.2.4 锕系金属化合物 28

2.3 磁致伸缩薄膜材料 28

参考文献 31

3 稀土-铁合金相图及其化合物 33

3.1 稀土-铁二元系合金相图及其化合物 34

3.2 稀土-铁三元系合金相图 40

3.3 稀土-铁多元系合金相图 46

3.4 Sm-R-Fe-Co四元系相图及其化合物 49

3.4.1 Sm-Nd-Fe-Co系 50

3.4.2 Sm-Pr-Fe-Co系 52

3.4.3 Sm-Dy-Fe-Co系 54

参考文献 57

4 超磁致伸缩材料制备技术 59

4.1 合金熔炼法 59

4.1.1 布里吉曼法 60

4.1.2 浮区法 61

4.1.3 丘克拉尔斯基法 65

4.2 超磁致伸缩材料的热处理 68

4.3 烧结超磁致伸缩材料的制备 73

4.4 粘结超磁致伸缩材料的制备 76

4.5 氢化-歧化-脱氢法(HDD法) 79

4.6 薄膜超磁致伸缩材料的制备技术 81

参考文献 83

5.1 稀土合金的磁致伸缩性能 85

5 超磁致伸缩材料的磁致伸缩性能 85

5.2 铽-镝-铁合金的磁致伸缩性能 89

5.3 合金元素替代对Tb0.27Dy0.73Fe2合金的结构与磁致伸缩的影响 92

5.4 Sm-R-Fe(R=Dy,Pr)合金的磁致伸缩性能 97

5.4.1 Sm-Dv-Fe合金的磁致伸缩性能 97

5.4.2 Sm-Pr-Fe合金的磁致伸缩性能 103

5.5 (Tb0.25Dy0.65Pr0.1)-Fe合金的磁致伸缩性能 107

参考文献 109

6 超磁致伸缩材料的性能测试 112

6.1 静态性能测量 112

6.1.1 磁致伸缩的测量 112

6.1.2 磁感应强度的测量 115

6.1.3 磁导率的测量 117

6.1.4 电阻的测量 118

6.2 动态性能测量 119

6.2.1 增量磁导率的测量 119

6.2.2 动态磁致伸缩系数的测量 121

6.2.3 柔顺系数的测量 124

6.3 阻抗频率特性和磁机械耦合系数的测量 126

6.3.1 阻抗频率特性测量 126

6.3.2 磁机械耦合系数的测量 128

参考文献 131

7 超磁致伸缩材料的应用 132

7.1 超磁致伸缩材料(Terfenol—D)和压电陶瓷材料(PZT)的特性对比 132

7.2 超磁致伸缩材料在磁(电)-声换能器中的应用 134

7.2.1 水声换能器 135

7.2.2 大功率超声换能器 137

7.2.3 用于扬声器的超磁致伸缩电声换能器 138

7.3 超磁致伸缩材料在磁(电)-机械致动器中的应用 139

7.3.1 精密致动器 139

7.3.2 大量程致动器 140

7.3.3 流量控制阀与燃料注入系统 142

7.4 超磁致伸缩材料的其他应用 143

7.4.1 智能传感致动器 143

7.4.2 超磁致伸缩传感器 144

7.4.3 石油降黏解聚装置 144

7.4.4 智能振动时效装置 144

7.4.5 超磁致伸缩泵 145

7.5 超磁致伸缩薄膜材料的应用 146

7.4.6 超磁致伸缩转动马达 146

参考文献 149

8 超磁致伸缩材料的器件设计 150

8.1 器件的工作特点 150

8.2 器件结构设计 152

8.2.1 偏置磁场设计 152

8.2.2 预加压力 156

8.2.3 水冷系统 158

8.2.4 工作频率 160

8.3 器件磁路设计 161

8.3.1 超磁致伸缩棒中的磁场 161

8.3.2 均匀磁场设计 163

8.4.1 基本关系式 168

8.4 典型器件设计 168

8.4.2 器件设计 171

8.4.3 器件特性测试 177

8.5 器件的控制系统与仿真 179

8.5.1 致动器控制系统的数学模型 180

8.5.2 致动器控制系统的特性 183

8.5.3 致动器系统的控制器设计 186

8.6 薄膜材料微执行器的设计 190

8.6.1 设计原理 190

8.6.2 薄膜型超磁致伸缩微执行器 191

参考文献 194

附录 196

索引 199